Metamath Proof Explorer


Theorem pjclem4

Description: Lemma for projection commutation theorem. (Contributed by NM, 26-Nov-2000) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses pjclem1.1 ⊢ G ∈ C ℋ
pjclem1.2 ⊢ H ∈ C ℋ
Assertion pjclem4 ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ G ∩ H

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pjclem1.1 ⊢ G ∈ C ℋ
2 pjclem1.2 ⊢ H ∈ C ℋ
3 1 2 pjcocli ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ G
4 3 adantl ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ G
5 2 1 pjcocli ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ⁡ x ∈ H
6 fveq1 ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ⁡ x
7 6 eleq1d ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ H ↔ proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ⁡ x ∈ H
8 5 7 imbitrrid ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G → x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ H
9 8 imp ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ H
10 4 9 elind ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ G ∩ H
11 1 2 pjcohcli ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ
12 hvsubcl ⊢ x ∈ ℋ ∧ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ
13 11 12 mpdan ⊢ x ∈ ℋ → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ
14 13 adantl ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ
15 simpl ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → x ∈ ℋ
16 11 adantr ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ
17 1 2 chincli ⊢ G ∩ H ∈ C ℋ
18 17 cheli ⊢ y ∈ G ∩ H → y ∈ ℋ
19 18 adantl ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → y ∈ ℋ
20 15 16 19 3jca ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → x ∈ ℋ ∧ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ
21 20 adantl ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → x ∈ ℋ ∧ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ
22 his2sub ⊢ x ∈ ℋ ∧ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih y − proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y
23 21 22 syl ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih y − proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y
24 6 oveq1d ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ⁡ x ⋅ ih y
25 2 1 pjadjcoi ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ y
26 18 25 sylan2 ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ y
27 1 2 pjclem4a ⊢ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ y = y
28 27 oveq2d ⊢ y ∈ G ∩ H → x ⋅ ih proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ y = x ⋅ ih y
29 28 adantl ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → x ⋅ ih proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ y = x ⋅ ih y
30 26 29 eqtrd ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih y
31 24 30 sylan9eq ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih y
32 31 oveq1d ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y − proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih y − proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y
33 11 18 anim12i ⊢ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ
34 33 adantl ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ
35 hicl ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y ∈ ℂ
36 34 35 syl ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y ∈ ℂ
37 36 subidd ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y − proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = 0
38 23 32 37 3eqtr2d ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ G ∩ H → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = 0
39 38 expr ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → y ∈ G ∩ H → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = 0
40 39 ralrimiv ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → ∀ y ∈ G ∩ H x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = 0
41 17 chshii ⊢ G ∩ H ∈ S ℋ
42 shocel ⊢ G ∩ H ∈ S ℋ → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G ∩ H ↔ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ ∀ y ∈ G ∩ H x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = 0
43 41 42 ax-mp ⊢ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G ∩ H ↔ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ ∀ y ∈ G ∩ H x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ⋅ ih y = 0
44 14 40 43 sylanbrc ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G ∩ H
45 17 pjvi ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ G ∩ H ∧ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ⊥ ⁡ G ∩ H → proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x + ℎ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x
46 10 44 45 syl2anc ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x + ℎ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x
47 id ⊢ x ∈ ℋ → x ∈ ℋ
48 hvaddsub12 ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ ∧ x ∈ ℋ ∧ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x + ℎ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = x + ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x
49 11 47 11 48 syl3anc ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x + ℎ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = x + ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x
50 hvsubid ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 ℎ
51 11 50 syl ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = 0 ℎ
52 51 oveq2d ⊢ x ∈ ℋ → x + ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = x + ℎ 0 ℎ
53 ax-hvaddid ⊢ x ∈ ℋ → x + ℎ 0 ℎ = x
54 49 52 53 3eqtrd ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x + ℎ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = x
55 54 fveq2d ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x + ℎ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ x
56 55 adantl ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x + ℎ x - ℎ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ x
57 46 56 eqtr3d ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ x
58 57 ralrimiva ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G → ∀ x ∈ ℋ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ x
59 1 pjfi ⊢ proj ℎ ⁡ G : ℋ ⟶ ℋ
60 2 pjfi ⊢ proj ℎ ⁡ H : ℋ ⟶ ℋ
61 59 60 hocofi ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H : ℋ ⟶ ℋ
62 17 pjfi ⊢ proj ℎ ⁡ G ∩ H : ℋ ⟶ ℋ
63 61 62 hoeqi ⊢ ∀ x ∈ ℋ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H ⁡ x = proj ℎ ⁡ G ∩ H ⁡ x ↔ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ G ∩ H
64 58 63 sylib ⊢ proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ H ∘ proj ℎ ⁡ G → proj ℎ ⁡ G ∘ proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ G ∩ H